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REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002 IT-7-ACM-04-R03 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA CARTA DESCRIPTIVA PERSONALIZADA Materia asignada: VIBRACIONES MECÁNICAS Nombre del Docente: No. de Empleado: ÚLTIMA ACTUALIZACIÓN: 30 DE ENERO DEL 2004 I.- IDENTIFICACIÓN. Semestre: NA Clave: 406 Ubicación: NA Horas/Semana: 3 Créditos: 6 Requisito(s): DINAMICA Horas/Semestre: 45 II.- PROPÓSITOS GENERALES. Al término de este curso el alumno adquirirá la capacidad para diferenciar las propiedades básicas que determinan la vibración de los sistemas mecánicos, reconocer los diferentes tipos de sistemas vibratorios, aplicar los diferentes métodos de análisis de sistemas vibratorios y relacionar los conceptos teóricos con las aplicaciones en el control y análisis de vibraciones. III.- OBJETIVOS TERMINALES. 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE VIBRACIONES MECÁNICAS. Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de desarrollar el modelaje de un sistema vibratorio con las características físicas necesarias que lo componen. 2. VIBRACIONES LIBRES DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD. Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con vibración libre por medio de los Métodos de Sistemas Equivalentes, el Método de Fuerzas de Newton utilizando el principio de D´Alembert y el Método de Energías. 3. VIBRACION FORZADA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD. Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con excitación armónica y aprender el fenómeno de Resonancia, comprender los fenómenos de atenuación y amplificación de la vibración y la Transmisibilidad. 4. VIBRACIÓN TRANSITORIA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD. Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de diferenciar la respuesta de una excitación armónica de la respuesta a una excitación transitoria, así como conocer los métodos de solución de las ecuaciones para este tipo de sistemas. 5. VIBRACION LIBRE DE UN SISTEMA DE MULTIPLES GRADOS DE LIBERTAD Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con vibración libre de múltiples grados de libertad por medio de las ecuaciones de Lagrange, sus frecuencias naturales y su respuesta.

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REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

CARTA DESCRIPTIVA PERSONALIZADA

Materia asignada: VIBRACIONES MECÁNICAS Nombre del Docente: No. de Empleado:

ÚLTIMA ACTUALIZACIÓN: 30 DE ENERO DEL 2004 I.- IDENTIFICACIÓN. Semestre: NA Clave: 406 Ubicación: NA Horas/Semana: 3 Créditos: 6 Requisito(s): DINAMICA Horas/Semestre: 45 II.- PROPÓSITOS GENERALES. Al término de este curso el alumno adquirirá la capacidad para diferenciar las propiedades básicas que determinan la vibración de los sistemas mecánicos, reconocer los diferentes tipos de sistemas vibratorios, aplicar los diferentes métodos de análisis de sistemas vibratorios y relacionar los conceptos teóricos con las aplicaciones en el control y análisis de vibraciones. III.- OBJETIVOS TERMINALES. 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE VIBRACIONES MECÁNICAS.

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de desarrollar el modelaje de un sistema vibratorio con las características físicas necesarias que lo componen. 2. VIBRACIONES LIBRES DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD.

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con vibración libre por medio de los Métodos de Sistemas Equivalentes, el Método de Fuerzas de Newton utilizando el principio de D´Alembert y el Método de Energías.

3. VIBRACION FORZADA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD. Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con excitación armónica y aprender el fenómeno de Resonancia, comprender los fenómenos de atenuación y amplificación de la vibración y la Transmisibilidad.

4. VIBRACIÓN TRANSITORIA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD. Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de diferenciar la respuesta de una excitación armónica de la respuesta a una excitación transitoria, así como conocer los métodos de solución de las ecuaciones para este tipo de sistemas.

5. VIBRACION LIBRE DE UN SISTEMA DE MULTIPLES GRADOS DE LIBERTAD Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con vibración libre de múltiples grados de libertad por medio de las ecuaciones de Lagrange, sus frecuencias naturales y su respuesta.

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03 6. CONTROL DE VIBRACIONES.

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de conocer los diferentes controles de vibración que se utilizan para eliminar o reducir las vibraciones no deseadas y proteger los equipos y máquinas de fuerzas transmitidas no deseadas.

7. TÓPICOS SELECTOS. Al término de este capítulo el alumno obtendrá un conocimiento general de algunos temas que en vibraciones mecánicas son dejados para su estudio en un nivel superior tales como: ANÁLISIS DE VIBRACIONES, CONTROL ACTIVO DE VIBRACIONES, ANÁLISIS DE SISTEMAS VIBRATORIOS POR ELEMENTO FINITO, DISEÑO DE SISTEMAS AISLANTES Y SU SELECCIÓN, ETC.

IV.- CONTENIDO TEMÁTICO. 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE VIBRACIONES MECÁNICAS. 2. VIBRACIONES LIBRES DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD. 3. VIBRACION FORZADA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD. 4. VIBRACIÓN TRANSITORIA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE

LIBERTAD.

5. VIBRACION LIBRE DE SISTEMAS DE MULTIPLES GRADOS DE LIBERTAD.

6. CONTROL DE VIBRACIONES. 7. TÓPICOS SELECTOS.

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

CARTA DESCRIPTIVA PERSONALIZADA

V.- CALENDARIZACIÓN DEL SEMESTRE. PERÍODO TEMA FECHA No. DE SESIONES

1ER PARCIAL

2° PARCIAL

ENCUADRE 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE VIBRACIONES

MECANICAS 2. VIBRACIONES LIBRES DE SISTEMAS DE UN GRADO DE

LIBERTAD ENTREGA DE RESULTADOS DE MEDIO CURSO 3. VIBRACION FORZADA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE

LIBERTAD 4. VIBRACIÓN TRANSITORIA DE SISTEMAS DE UN GRADO

DE LIBERTAD 5. VIBRACION LIBRE DE SISTEMAS DE MULTIPLES

GRADOS DE LIBERTAD 6. CONTROL DE VIBRACIONES 7. TÓPICOS SELECTOS

2 – 4 FEB

6 - 27 FEB

1º - 24 MAR

19 ABR

21 ABR - 7 MAY

10 -14 MAY

17 – 31 MAY

2 – 7 JUN

9 JUN

2

10

11

1

7

3

7

3

1 Señale el plan de estudios.

Inicio de Clases: 2 FEB 1er. período de exámenes parciales (medio curso)

25 MAR – 2 ABR

Plan Antiguo:

Receso Académico y Administrativo:

5 FEB,21 MAR, 14-26 ABR, 01, 05 Y 15 MAY

2do. Período de exámenes parciales NA Plan Nuevo:

Último día de clases: 9 JUN Período de exámenes ordinarios

10 -18 JUN

Período de exámenes extraordinarios 21-29 JUN

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

CARTA DESCRIPTIVA PERSONALIZADA VI.- TEMA / ACTIVIDAD / OBJETIVO / MATERIAL

TEMA OBJETIVO FECHA DOCENTE Actividad en aula

ESTUDIANTE Actividad en aula

ESTUDIANTE Actividad extra aula MATERIAL DE APOYO

Encuadre

Enterar al alumno de las metodologías didácticas y actividades que se llevaran a cabo durante el curso, así como los lineamientos establecidos por la academia para la evaluación del grupo, además de las obligaciones y responsabilidades de los alumnos durante el curso.

2-FEB

Presentación -Personal -Programa

Establecer Criterios

Evaluación

Formación de Equipos

NA

Tarea 1 Investigación de los Conceptos básicos

mínimos necesarios para la clase de

Vibraciones.

Proyector Acetatos

Programa de la Materia Carta Descriptiva de

Academia Carta Descriptiva

Personalizada

Encuadre Trabajar grupalmente con los conceptos de la Tarea 1 4-FEB

Coordinación de equipos de trabajo y

discusión de conceptos básicos.

Técnica Grupal en la que discuten los

conceptos básicos y responden a

cuestionamientos del maestro acerca de los conceptos básicos que

requieren dominar para cuerear la clase

de vibraciones.

Recoger Tarea 1

Retro-proyector Acetatos de conceptos

básicos Pizarrón

1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE VIBRACIONES MECÁNICAS

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de desarrollar el modelaje matemático de un sistema vibratorio con las características físicas necesarias que lo componen.

NA

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

1.1. Conceptos Básicos.

Establecer los conceptos básicos de vibraciones que se utilizarán a lo largo del curso.

6 FEB

Definir: -Oscilación,

Vibración Mecánica, Movimiento armónico

simple, Amplitud, Frecuencia, Período, Fase , Longitud de

Onda, Decibel

NA

Tarea 2

Graficar el Movimiento

Armónico por medio de Excel a partir de una ecuación dada.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Conceptos Básicos

Establecer los conceptos básicos de vibraciones que se utilizarán a lo largo del curso.

9 FEB

Definir: -Clasificación de las vibraciones y Series

de Fourier

NA

Recoger Tarea 2

Tarea 3 Graficar funciones

armónicas para obtener la función

compleja conocida de diente se sierra.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Conceptos Básicos

Establecer los conceptos básicos de vibraciones que se utilizarán a lo largo del curso.

11 FEB

Definir: Masa, Elasticidad,

Amortiguamiento, Grado de libertad,

Frecuencia natural, Resonancia

NA

Recoger Tarea 3

Tarea 4 Realizar investigación

del caso de resonancia del Puente de Tacoma Narrow y escribir ensayo con

sus propias palabras acerca del motivo del desplome del puente.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Conceptos Básicos

1.2. El Modelo Matemático.

Conocer los conceptos dinámicos básicos que se requieren para establecer el modelaje matemático de vibración como una abstracción de un sistema real.

13-16 FEB

Explicar la metodología para

establecer el modelo matemático de un sistema vibratorio:

Observación, Abstracción,

Esquematización, Análisis y Ecuaciones

Participación en clase para desarrollar el

modelaje del sistema físico mostrado

(Se sugiere el sistema de la motocicleta o del

automóvil)

Recoger Tarea 4

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Modelo Matemático

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

1.3. Elementos Elásticos.

Conocer las propiedades elásticas de los materiales y sistemas mecánicos, así como la manera en que se establecen arreglos serie y paralelo para utilizarse en el modelaje matemático.

18 FEB

Explicar los criterios y el desarrollo de las

ecuaciones de los arreglos serie y

paralelo de resortes helicoidales.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Elementos Elásticos

Explicar la forma de representar la elasticidad en los elementos estructurales tales como viga y barras así como de elementos en torsión.

20 FEB

Mostrar la representación de los

elementos estructurales como elementos elásticos,

ecuaciones de constantes elásticas equivalentes de cada

elemento. Explicar la diferencia

entre la constante elástica de un elemento en

deformación lineal a diferencia de la

deformación angular

NA

Tarea 5 Resolver Problemario Sección de Elementos

Elásticos.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Elementos Elásticos

Tabla de diferentes elementos elástico

(Se recomienda el libro de Mechanical

Vibrations, RAO, así como el Formulario de Vibraciones Mecánicas

FIME)

1.4. Elementos Amortiguantes.

Conocer las propiedades amortiguantes de los materiales, sistemas mecánicos y diferentes tipos de amortiguamiento, así como la manera en que se establecen arreglos serie y paralelo para utilizarse en el modelaje matemático.

23-FEB

Mostrar la similitud entre los arreglos de elementos elásticos y

elementos amortiguantes. Los diferentes tipos de

amortiguamiento que pueden existir y

Explicar los criterios y el desarrollo de las

ecuaciones de los arreglos serie y paralelo de los

diferentes tipos de amortiguamientos.

NA

Recoger Tarea 5

Tarea 6 Resolver

Investigación de los Tipos de

Amortiguamiento así como un ensayo donde describa

algunos sistemas reales que posean los

diferentes tipos de amortiguamiento

investigado.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector Acetatos Arreglos de Elementos

Amortiguantes

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

1.5. Elementos Inerciales.

Conocer las propiedades inerciales de los sistemas mecánicos, así como la manera de establecer las masas equivalentes para utilizarse en el modelaje matemático.

25 FEB

Explicar que un arreglo de masas

puede representarse como una masa equivalente con

respecto a alguna referencia.

Establecer el método

de energías para obtener la ecuación

de la masa equivalente de un sistema con varias masas (Se sugiere Pag. 32-37, RAO).

NA Recoger Tarea 6

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos Arreglos de Elementos Inerciales

Resolver problema de elementos inerciales como ejemplo de clase.

27 FEB

Resolver problema como ejemplo

(Se sugiere Prob 1.6 Pag 35 o Prob 1.7 Pag 36,

RAO)

NA

Tarea 7

Resolver problemas de elementos

inerciales PROB 1.27, 1.28, 1.29

1.30 Y 1.31, RAO

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos Arreglos de Elementos Inerciales

2. VIBRACIONES LIBRES DE UN SISTEMA DE UN GRADO DE LIBERTAD.

Al término de este capítulo el aluno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con vibración libre por medio de los Métodos de Sistemas Equivalentes, el Método de Fuerzas de Newton utilizando el principio de D´Alembert y el Método de Energías.

NA

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03 2.1. Vibraciones libres de sistemas de un grado de libertad sin amortiguamiento.

Establecer las ecuaciones diferenciales homogéneas características de los sistemas en vibración libre sin amortiguamiento.

NA

2.1.1. Método de Sistemas Equivalentes. 2.1.2. Método de Fuerzas de Newton.

Establecer las ecuaciones diferenciales características de un sistema de un grado de libertad con vibración libre sin amortiguamiento obteniendo las equivalencias de las elasticidades, amortiguamientos y masas según lo estudiado en el Cap 1. Establecer las ecuaciones diferenciales características de un sistema de un grado de libertad con vibración libre sin amortiguamiento por medio del Método de Newton y el Principio de D´Alembert

1 MAR

Explicar brevemente el método de los

sistemas equivalentes.

Demostrar el procedimiento para la

obtención de la ecuación diferencial y

de la frecuencia natural de un sistema

Masa Puntual-Resorte en vibración libre de 1 GDL por el

Método de Newton para Mov. De

Traslación Rectilínea.

NA Recoger Tarea 7

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos del Método de Fuerzas de Newton

2.1.3. Método de Momentos.

Establecer las ecuaciones diferenciales características de un sistema de un grado de libertad con vibración libre sin amortiguamiento por medio del Método de Newton y el Principio de D´Alembert

3 MAR

Demostrar el procedimiento para la

obtención de la ecuación diferencial

de un sistema del Péndulo Físico o Compuesto y del Péndulo simple

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos del Método de Momentos de Newton

Demostrar efecto de orientación. 5 MAR

Demostrar el efecto de orientación del caso 1 y 2 de una barra con resorte

NA

Tarea 8

Solución del caso 3 del efecto de

orientación del sistema visto en clase.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos del Método de Momentos de Newton

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

Desarrollar análisis de sistema masa-resorte-amortiguador.

8 MAR

Resolver problema de sistema m-c-k

utilizando el método de momentos y

“establecer de forma directa” la ecuación

de la frecuencia natural sin

amortiguamiento y la amortiguada.

NA

Recoger Tarea 8

Tarea 9 Solución del

problema 2.95, RAO Y Sección de Fuerzas

de Newton y Momentos de Newton

del Problemario.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos del Método de Momentos de Newton

2.1.4. Método de Energías.

Establecer las ecuaciones diferenciales características de un sistema de un grado de libertad con vibración libre sin amortiguamiento por medio del Método de Energías y Rayleigh para sistemas conservativos.

10 MAR

Desarrollar el análisis de un sistema m-k en

mov. armónico y traslación rectilínea

estableciendo los pasos utilizados por el

método de energías obteniendo la ec.

diferencial, la ec. de la frecuencia natural

y comparar el resultado con el obtenido por el

método de Newton.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos del Método de Energías

Establecer las ecuaciones diferenciales características de un sistema de un grado de libertad con vibración libre sin amortiguamiento por el Método de Energías (ΣENERGIAS=CTE)

12 MAR

Desarrollar el análisis de un sistema m-k en

mov. armónico y combinado de

traslación rectilínea y rotación por el

método de energías obteniendo la ec.

diferencial, la ec. de la frecuencia natural

y comparar el resultado con el obtenido por el

método de Newton.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos del Método de Energías

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

Establecer las ecuaciones de la frecuencia natural de un sistema de un grado de 1 grado de libertad con vibración libre sin amortiguamiento por el Método de Rayleigh.

15 MAR

Desarrollar el análisis de un sistema m-k en

mov. armónico y combinado de

traslación rectilínea y rotación por el

método de Rayleigh obteniendo

directamente la ec. de la frecuencia natural.

NA

Recoger Tarea 9

Tarea 10 Solucionar sección de

Energías del Problemario

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos del Método de Energías

2.2. Vibraciones libres de sistemas de un grado de libertad con amortiguamiento viscoso.

Establecer las ecuaciones diferenciales características de los sistemas en vibración libre con amortiguamiento y obtener las diferentes respuestas en función del tiempo

NA

2.2.1. Sistemas Sub-Amortiguados.

Establecer la ecuación diferencial de un sistema libre con amortiguamiento, la ecuación de su frecuencia natural y la ecuación general de la respuesta con respecto al tiempo.

17 MAR

Desarrollar el modelo matemático de un

sistema en vibración libre con

amortiguamiento y su respuesta en el tiempo para cada condición de amortiguamiento.

NA

Recoger Tarea 10

Tarea 11 Graficar los tres casos

de los tipos de sistemas

amortiguados.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos de Sistemas Sub-Amortiguados

Analizar el caso de un sistema sub-amortiguado y obtener su ecuación particular de la respuesta en el tiempo, calculando sus constantes del sistema a partir de las condiciones iniciales.

19 MAR

Desarrollar solamente el caso del sistema sub- amortiguado

graficando su respuesta en el

tiempo, calculando las constantes del

sistema a partir de las condiciones iniciales.

NA

Recoger Tarea 11

Tarea 12 Resolver la sección

del Decremento Logarítmico del

Problemario.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos de Sistemas Sub-Amortiguados

Desarrollar las ecuaciones del decremento logarítmico y obtener todos los parámetros del sistema a partir de la gráfica de respuesta en el tiempo del sistema.

22 MAR

Desarrollar un ejemplo del Decremento Logarítmico.

NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos de Sistemas Sub-Amortiguados

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

2.2.2. Sistemas Crítico Amortiguados. 2.2.3. Sistemas Sobre-Amortiguados.

Establecer las ecuaciones de la respuesta en el tiempo para un sistema crítico amortiguado y un sistema sobre amortiguado.

24 MAR

Discutir el comportamiento no

oscilatorio de los sistemas crítico y

sobre amortiguado y sus posibles aplicaciones.

NA Recoger Tarea 12

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos de Sistemas Crítico y Sobre Amortiguados

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

3. VBRACION FORZADA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema en vibración forzada y aprender el fenómeno de Resonancia, comprender los fenómenos de atenuación y amplificación de la vibración, la Transmisibilidad de la máquina a su base, así como cuando es excitado el sistema por el movimiento de la base.

NA

3.1. Ecuación diferencial que gobierna la vibración forzada.

Establecer la ecuación diferencial que describe a las vibraciones forzadas.

21 ABR

Desarrollar la teoría y conceptos de la

Vibración Forzada a partir de un sistema

general m-c-k.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Teoría de Vibración Forzada

3.2. Respuesta forzada en el dominio de la frecuencia relativa de un sistema con una excitación de una frecuencia simple.

Establecer las ecuaciones de la respuesta en el dominio de la frecuencia relativa debido a una vibración forzada.

23 ABR

Obtener la respuesta a la frecuencia real y

relativa de la Vib. Forzada además de

desarrollar las gráficas de amplitud y

fase.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Teoría de Vibración Forzada

3.3. Desbalance

Establecer las ecuaciones de la respuesta en el dominio de la frecuencia relativa debido a una excitación por desbalance.

26 ABR

Obtener a partir de la ecuación de la

respuesta real la respuesta relativa de un sistema debido a

una excitación armónica por desbalance.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Teoría de Vibración Forzada

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

3.4. Transmisibilidad y Excitación por la Base

Establecer las ecuaciones de la respuesta de la transmisión de la vibración en el dominio de la frecuencia relativa debido a una vibración forzada de la máquina y de la base.

28 ABR

Desarrollar las ecuaciones de

Transmisibilidad y de excitación por la

base, así como hacer referencia al

aislamiento de vibraciones y el

calculo de la eficiencia del

aislamiento del sistema a partir del

%TR

NA

Tarea 13 Graficar en Excel las Respuestas Relativas

de la Amplitud del Desplazamiento de la

Vibración con respecto al dominio

de la relación de frecuencias, la fase

así como la Transmisibilidad para diferentes valores de

amortiguamiento.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Teoría de Vibración Forzada

• Ejemplo 1 Vibración Forzada de un Sistema de 1 GDL

Plantear la solución de un sistema de 1GDL, su amplitud y respuesta en el dominio de la frecuencia.

30 ABR

Resolver problema 3.3. Theory of

Vibration with with Applications, William T. Thomson, 4a Ed.,

Pag. 34

NA

Recoger Tarea 13

Tarea 14 Solucionar Sección

de Excitación Sinusoidal del Problemario.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Teoría de Vibración Forzada

• Ejemplo 2 Vibración Forzada de un Sistema de 1 GDL y Transmisibilidad

Plantear la solución de un sistema de 1GDL, su amplitud, respuesta en el dominio de la frecuencia, la Transmisibilidad, y la eficiencia del sistema aislante.

3 MAY

Resolver problema 3.19, Mechanical Vibrations, Serie

Shaum´s, S. Graham Kelly.

NA

Tarea 15 Solucionar Sección de Excitación por

Desbalance del Problemario.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Teoría de Vibración Forzada

• Ejemplo 3 Excitación por la Base

Plantear la solución de un sistema de 1GDL, su amplitud y respuesta en el dominio de la frecuencia debida a una excitación por la base.

7 MAY

Resolver ejemplo 3.2, Pag 213 Mechanical Vibrations, Rao, 3a Ed. Addison Wesley

NA

Tarea 16 Solucionar Sección

de Transmisibilidad y Excitación por la

Base del Problemario.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de Teoría de Vibración Forzada

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

4. VIBRACIÓN TRANSITORIA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de diferenciar la respuesta de una excitación armónica de la respuesta a una excitación transitoria, así como conocer los métodos de solución de las ecuaciones para este tipo de sistemas.

NA

4.1. Ecuación diferencial que gobierna las vibraciones transitorias. 4.2. Métodos de Solución.

Establecer la ecuación diferencial que describe a las vibraciones transitorias. Conocer los métodos de solución posibles de la ecuación diferencial característica.

10 MAY

Explicar las generalidades de las

vibraciones transitorias, sus

ecuaciones y métodos de solución.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos Transitorios

4.3. Impacto. 4.4. El espectro de impacto.

Conocer el fenómeno de impacto en maquinaria. Conocer el espectro de impacto (amplitud contra frecuencia) sus implicantes en las estructuras de las máquinas.

12 MAY

Explicar las generalidades del

fenómeno de impacto, su respuesta en el

tiempo según el tipo de excitación y su

repuesta en el dominio de la frecuencia. Remarcar la

diferencia entre las respuestas de un

sistema en movimiento

armónico, libre o forzado y el fenómeno

de impacto.

NA

Recoger Tarea 14, 15 y 16

Tarea 17

Investigar acerca de los sistemas con

vibración transitoria.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos Transitorios

4.5. Casos del fenómeno de impacto en maquinaria.

Estudiar diferentes casos de impacto que se presenten en la maquinaria y su cimentación, así como los aislamientos necesarios para cada caso.

14 MAY

Desarrollar ejemplo de análisis de un

sistema vibratorio por impacto del Manual

de Choque y Vibraciones de Harris

NA Recoger Tarea 17

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos Transitorios

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

5. VIBRACION LIBRE DE UN SISTEMA DE MULTIPLES GRADOS DE LIBERTAD

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de establecer las ecuaciones matemáticas (modelo matemático) que describen el comportamiento de un sistema con vibración libre con múltiples grados de libertad por medio de las Ecuaciones de Lagrange, obteniendo los coeficientes de influencia (frecuencias naturales del sistema) y la ecuación de la respuesta del sistema (ecuación de amplitud del desplazamiento).

5.1. Ecuaciones diferenciales de un sistema de múltiples grados de libertad.

Aplicar los principios básicos de dinámica a sistemas de múltiples grados de libertad para obtener las ecuaciones diferenciales que lo gobiernan.

17 MAY

Desarrollar teoría de sistemas de multiples grados de libertad y obtener la ecuación

en vibración libre sin amortiguamiento

para dichos sistemas.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de múltiples gdl

5.2. Matrices de los términos de la ecuación diferencial para sistemas lineales y Ecuaciones de Lagrange.

Formulación de las matrices de las ecuaciones diferenciales para sistemas lineales y las ecuaciones de Lagrange.

19 MAY

Desarrollar los términos matriciales

obtenidos en la ecuación diferencial y explicar el concepto de coeficientes de

influencia o eingenvalores.

Además establecer el Método de Lagrange

para Múltiples Grados de Libertad.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de múltiples gdl

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03 5.3. Coeficientes de

influencia de rigidez y de flexibilidad.

Obtener los coeficientes de influencia de rigidez y de flexibilidad. 21 MAY

Obtener los coeficientes de

influencia de rigidez y flexibilidad.

NA NA

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de múltiples gdl 5.4 Solución de las

ecuaciones matriciales de las ecuaciones diferenciales.

Solucionar las ecuaciones matriciales de las ecuaciones diferenciales de un sistema de múltiples grados de libertad. 24 MAY

Obtener la solución de las ecuaciones matriciales, los coeficientes de influencia y su

respuesta.

NA

Tarea 18 Investigación de las operaciones básicas

con matrices y determinantes.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de múltiples gdl

5.5 Sistemas en vibración libre en movimiento de traslación rectilínea de 2GDL.

Solucionar ejemplo de sistemas en vibración libre en movimiento de traslación rectilínea de 2 GDL.

26 MAY

Desarrollar análisis de sistema m-k en vibración libre en mov. de traslación rectilínea de 2 gdl

NA

Tarea 19 Solucionar las

matrices obtenidas en el ejemplo sistemas en

vibración libre en movimiento de

traslación rectilínea de 2 GDL visto en

clase.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de múltiples gdl

5.6 Sistemas en vibración libre en movimiento angular de 2GDL.

Solucionar ejemplo de sistemas en vibración libre en movimiento de rotación de 2 GDL. 28 MAY

Desarrollar análisis de un sistema en vibración libre en

mov. de rotación de 2 gdl

NA

Tarea 20 Solucionar las

matrices obtenidas en el ejemplo de sistemas en vibración libre en movimiento angular de 2 GDL visto en

clase.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de múltiples gdl

5.7. Sistemas continuos y modos de vibración.

Analizar la vibración de un sistema continuo, establecer su Discretización, obtener los modos de vibración y su respuesta. 31 MAY

Desarrollar ejemplo de Discretización de un sistema continuo,

obtener sus frecuencias naturales y graficar sus modos de vibración según su

respuesta.

NA Recoger Tareas 18, 19 y 20

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retro-proyector

Acetatos de múltiples gdl

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

6.- CONTROL DE VIBRACIONES

Al término de este capítulo el alumno tendrá la capacidad de conocer los diferentes controles de vibración que se utilizan para eliminar o reducir las vibraciones no deseadas y proteger los equipos y máquinas de fuerzas transmitidas no deseadas.

NA

6.1. Teoría del aislamiento de la vibración.

Conocer los principios básicos del aislamiento vibratorio.

2 JUN

Exponer las generalidades del

control de vibraciones.

NA

Tarea 21 Investigación De

Control De Vibraciones

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos de Teoría del aislamiento

6.2. Teoría del aislamiento para vibración armónica impacto.

Conocer las variables que se toman en cuenta para el aislamiento de una vibración armónica.

4 JUN

Establecer los principios básicos

para la selección de un medio de

aislamiento a la vibración armónica y

por impacto.

NA Recoger Tarea 21

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos de Teoría del aislamiento

Ejemplos de Selección de Aislamiento para Vibración Armónica e Impacto.

Seleccionar el tipo de sistema aislante apropiado para el caso de Vibración Armónica y para Vibración por Impacto.

7 JUN

Desarrollar dos casos prácticos para

seleccionar el tipo de sistema aislante

apropiado para el caso de Vibración Armónica y para

Vibración por Impacto.

NA

Tarea 22

Solucionar problema de selección de aislamiento a la

vibración armónica y al impacto en dos casos prácticos.

Libro de Texto Apuntes de la Clase

Pizarrón Retroproyector

Acetatos Absorsores Dinámicos y Modelo de

Edificios Acetatos Amortiguadores

de Vibraciones

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

6. TÓPICOS SELECTOS

Al término de este capítulo el alumno obtendrá un conocimiento general de algunos temas que en vibraciones mecánicas son dejados para su estudio en un nivel superior tales como. Análisis de Vibraciones, Casos prácticos, Control Activo de Vibraciones, Análisis de Sistemas Vibratorios por Elemento Finito, Sistemas Aislantes, Materiales Especiales para Control de Vibraciones, Balanceo de Rotores, Vibraciones y Ruido, Legislación contra las Vibraciones.

9 JUN

Invitar a los alumnos al Ciclo de

Conferencias de Tópicos Selectos de

Vibraciones Mecánicas a realizarse el:

SÁBADO 5 DE

JUNIO DEL 2004 en las instalaciones

de la FIME

El ciclo de conferencias es

obligatorio para los alumnos que cursan

la Materia.

NA Recoger Tarea 22 Pizarrón

Retroproyector Acetatos Tópicos Selectos

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

CARTA DESCRIPTIVA PERSONALIZADA

VII.- CRONOGRAMA. Actividades del período escolar:_FEBRERO-JULIO 2004_

No. Actividad Mes: Febrero Mes: Marzo Mes: Abril Mes: Mayo Mes: Junio Mes: Julio Mes:

1 Encuadre X 2 1. CONCEPTOS

FUNDAMENTALES DE VIBRACIONES MECÁNICAS

X

3 1.1. Conceptos Básicos 1.2. Modelo Matemático X

4 1.3. Elementos Elásticos. X 5 1.4. Elementos Amortiguantes. X 6 1.5. Elementos Inerciales. X 7 2. VIBRACIONES LIBRES

DE UN SISTEMA DE UN GRADO DE LIBERTAD.

X

8 2.1. Vibraciones libres de sistemas de un grado de libertad sin amortiguamiento.

X

9 2.1.1. Método de Sistemas Equivalentes. X

10 2.1.2. Método de Fuerzas de Newton. X

11 2.1.3. Método de Momentos. X 12 2.1.4. Método de Energías. X 13 2.2. Vibraciones libres de

sistemas de un grado de libertad con amortiguamiento viscoso.

X

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

IT-7-ACM-04-R03

No. Actividad Mes: Febrero Mes: Marzo Mes: Abril Mes: Mayo Mes: Junio Mes: Julio Mes:

14 2.2.1. Sistemas Sub-Amortiguados. X

15 2.2.2. Sistemas Crítico Amortiguados. X

16 2.2.3. Sistemas Sobre-Amortiguados. X

17 3. EXCITACIÓN ARMÓNICA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD

X

18 3.1. Ecuaciones diferenciales que gobiernan las vibraciones forzadas.

X

19 3.2. Respuesta forzada de un sistema con una excitación de una frecuencia simple.

X

20 3.3. Respuesta Armónica debida a una excitación de una frecuencia simple de la base.

X

21 3.4. Representación por medio de Series de Fourier de Funciones Periódicas.

X

22 4. VIBRACIÓN TRANSITORIA DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD

X X

23 4.1. Ecuación diferencial que gobierna las vibraciones transitorias. 4.2. Métodos de Solución.

X

24 4.3. Impacto. 4.4. El espectro de impacto.

X

25 4.5. Casos del fenómeno de impacto en maquinaria. X X

26 5.- CONTROL DE VIBRACIONES X

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002

27 5.1. Teoría del aislamiento de la vibración. X

IT-7-ACM-04-R03293

No. Actividad Mes: Febrero Mes: Marzo Mes: Abril Mes: Mayo Mes: Junio Mes: Julio Mes:

28 5.2. Teoría del aislamiento para vibración armónica. X

29 5.3. Aspectos prácticos del aislamiento de vibraciones. X

30 5.4. Aislamiento de Impacto. X 31 5.5. Absorsores dinámicos de

vibración. X 32 5.6. Amortiguadores de

vibración. X 33 6. TÓPICOS SELECTOS X X X

REVISIÓN No.: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 2 DE AGOSTO DEL 2002